ГОСТ IEC 60079-10-1-2013 Взрывоопасные среды. Часть 10-1. Классификация зон. Взрывоопасные газовые среды
6.4 Размеры взрывоопасной зоны
Размеры взрывоопасной зоны зависят от предполагаемого или рассчитанного расстояния, на котором существует взрывоопасная газовая среда до того, как она будет разбавлена в воздухе до концентрации ниже нижнего концентрационного предела распространения пламени. Область распространения газа или пара до его разбавления до концентрации ниже нижнего концентрационного предела распространения пламени должна оцениваться при участии эксперта.
Всегда необходимо учитывать возможность того, что газ, который тяжелее воздуха, может присутствовать на участках ниже уровня земли (например, в колодцах и котлованах), и что газ, который легче воздуха, может присутствовать в помещениях на высоте (например, на чердаках).
Если источник утечки находится за пределами зоны или в смежной зоне, проникновение значительного количества горючего газа или пара в зону можно предупредить соответствующими средствами, например:
a) механическими препятствиями;
b) поддержанием достаточного повышенного давления в данной зоне по сравнению со смежными взрывоопасными зонами для предотвращения проникновения взрывоопасной газовой среды;
c) продувкой зоны достаточным потоком свежего воздуха, чтобы воздух выходил из всех отверстий, в которые может войти горючий газ или пар.
Размеры взрывоопасной зоны в основном зависят от приведенных ниже химических и физических характеристик, одна часть которых относится к горючим материалам, а другая - к технологическим процессам. При оценке влияния каждого из приведенных ниже факторов на размеры взрывоопасной зоны исходят из того, что характеристики остальных остаются неизменными.
6.4.1 Интенсивность утечки газа или пара
От интенсивности утечки зависят размеры взрывоопасной зоны. Интенсивность утечки определяется следующими факторами:
a) геометрией источника утечки.
Под геометрией понимают физические характеристики источника утечки, например открытую поверхность жидкости, неплотное фланцевое соединение и др. (приложения А и В);
b) скоростью истечения горючего вещества.
Для конкретного источника утечки интенсивность утечки возрастает с увеличением скорости истечения горючего вещества. Если горючее вещество находится внутри технологического оборудования, то скорость истечения зависит от давления рабочего процесса и геометрии источника утечки. Размер образующегося при истечении облака горючего газа или пара определяется скоростью истечения и скоростью рассеивания. Газ и пар, поступающие из источника утечки с высокой скоростью, образуют конусообразную струю, которая, увлекая за собой воздух, обладает способностью "саморазбавления". При этом распространение образующейся газовой среды практически не зависит от воздушного потока. Если же утечка происходит с низкой скоростью или скорость утечки уменьшается из-за какого-либо препятствия, то струя рассеивается и ее "разбавление" и распространение газовой смеси будут зависеть от воздушного потока;
c) концентрацией горючего вещества.
Интенсивность утечки возрастает с увеличением концентрации горючего пара или газа в высвобождаемой смеси;
d) испаряемостью горючей жидкости.
Испаряемость зависит в основном от значений давления насыщенного пара и теплоты парообразования горючей жидкости. Если значение давления насыщенного пара неизвестно, то следует руководствоваться значениями температуры кипения и вспышки.
Взрывоопасная газовая среда не может существовать, если температура вспышки превышает максимальную температуру горючей жидкости. Чем ниже температура вспышки, тем больше размеры взрывоопасной зоны. Если горючее вещество поступает в воздух таким образом, что образуется туман (например, путем распыления), то образование взрывоопасной среды возможно при температуре, которая ниже температуры вспышки.
Примечания
1 Температура вспышки горючих жидкостей, особенно если это смеси, не является точной физической величиной.
2 Существуют два способа измерения температуры вспышки: в закрытом и открытом тигле. Для данной жидкости температура вспышки, измеренная в закрытом тигле, будет ниже, чем температура вспышки, измеренная в открытом тигле. Для закрытого оборудования и для получения более стабильных результатов следует использовать температуру вспышки, измеренную в закрытом тигле. При использовании горючей жидкости в открытом оборудовании допускается применять температуру вспышки, измеренную в открытом тигле.
3 Некоторые жидкости (например, некоторые галогензамещенные углеводороды) не характеризуются таким параметром, как температура вспышки, хотя они и могут образовывать взрывоопасную газовую среду. В этих случаях следует сравнивать установившееся значение температуры жидкости, соответствующее концентрации насыщенного пара при нижнем концентрационном пределе распространения пламени, с максимальной температурой жидкости;
е) температурой жидкости.
Давление насыщенного пара возрастает с ростом температуры, что приводит к увеличению интенсивности утечки.
Примечание - Температура жидкости после утечки может возрасти, например, за счет нагретой поверхности оборудования, в контакте с которым она находится, или высокой окружающей температуры.
6.4.2 Нижний концентрационный предел распространения пламени, НКПР
Для данного объема утечки горючего вещества - чем ниже НКПР, тем больше размеры взрывоопасной зоны.
Примечание - Опыт показывает, что утечка аммиака с НКПР 15% от объема быстро рассеивается на открытом воздухе, поэтому размеры взрывоопасной зоны в этом случае могут считаться незначительными.